CN206733814U - 一种喷墨打印喷头的清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷墨打印喷头的清洗装置，该喷墨打印喷头的清洗装置包括壳体，壳体顶部或侧壁设有至少一个用于放置喷头的开口，壳体具有内腔，当喷头放置于开口时，喷头的喷嘴进入内腔，喷头与内腔形成一个封闭的体系，壳体还设有负压接口，该负压接口与负压泵连接用于在内腔产生负压以通过喷头抽取液体冲洗喷嘴；壳体上还设有正压接口，该正压接口与充气泵连接向内腔通入惰性气体而使内腔压力升高。采用本实用新型可以实现负压清洗，达到非接触清洗的目的，清洗对喷头喷嘴不损伤；壳体密闭通过正压接口使用惰性气体在喷头喷嘴周围产生密封氛围，达到保湿和密封的效果。

Description

一种喷墨打印喷头的清洗装置

技术领域

本实用新型涉及喷墨打印机，具体为一种喷墨打印喷头的清洗装置。

背景技术

喷墨打印(喷墨印刷)作为一种数字印刷技术，具有高速、少量复制、易于组合使用的优点。另外，由于喷墨打印采用非接触的印刷方式，其相较于传统印刷技术具有无可比拟的优势，因此喷墨打印在印刷领域得到越来越广泛的应用，同时，喷墨打印也是湿法成膜的一种方式，常用于制作光电器件中的各种功能膜层，上述光电器件可以为用于显示、照明和太阳能电池领域的器件。

喷墨打印机主要由喷墨控制器和喷头组成，墨水在喷墨控制器的控制下，以一定的压力从喷头的喷嘴喷出，然后喷印在承印物上。在使用过程中，由于受墨水中的气泡、尘埃以及凝固在喷嘴表面的墨水等因素的影响，容易造成喷嘴堵塞的现象，这将严重影响喷墨打印机的打印质量。因此需要定期对喷头进行清洗。

对于无法通过打印设备自身清洁体系进行清洁的喷嘴，目前采用的清洗方式一般是用无尘布直接擦拭喷嘴，直接擦拭只能清理喷头喷嘴外部的污物和结块，喷嘴内部的堵塞物等无法清理到，由于喷嘴尺寸较小，且价格昂贵，擦拭还会对喷嘴造成物理性的损伤。

因此为解决上述问题，对于喷嘴内部堵塞物的清理方法一般采用清洗液(如，溶剂)或喷头内本身的墨水体系正压清洗。正压清洗是将喷头通入清洗液，借助正压力(即增加喷头内部的压力)使清洗液从喷嘴迅速压出，从而将堵塞喷头的气泡和/或尘埃以及喷嘴表面凝固的墨水带出，以此对喷头进行清洗。

但是，采用清洗液或喷头内本身的墨水体系正压清洗时，压力太大容易造成喷嘴损伤，压力太小达不到清洗的目的。且残留的清洗液还有可能污染待装的墨水体系，喷嘴处于一个敞开的环境中，不利于喷嘴的防尘和保湿，往往还需要另外设计专用的防尘保湿装置，以确保正压清洗的顺利进行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种喷墨打印喷头的清洗装置，可以实现直接利用喷头内部的液体(如墨水)对喷嘴进行负压清洗，无需通过其他清洗液来清洗，避免残留的清洗液污染待装入喷嘴中的墨水，同时可达到非接触清洗的目的，清洗对喷墨打印喷头不损伤；壳体内部的内腔和放置于开口的喷头可形成一封闭体系，通过正压接口通入的惰性气体将喷头喷嘴周围产生密封氛围，使喷嘴内部的残留墨水与空气隔离，达到保湿和密封的效果。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种喷墨打印喷头的清洗装置，包括壳体，壳体顶部或侧壁设有至少一个用于放置喷头的开口，所述壳体具有内腔，当喷头放置于开口时，喷头的喷嘴进入内腔，所述喷头与所述内腔形成一个封闭的体系(包括喷嘴的部分喷头或全部喷头与该内腔形成一个封闭的体系)，壳体还设有负压接口，该负压接口同负压泵连接用于在内腔产生负压以通过喷头抽取液体冲洗喷嘴，让喷头里面的墨滴易于从喷嘴喷出，从而起到清洗喷头喷嘴的作用；壳体还设有正压接口，该正压接口同充气泵连接用于向内腔通入惰性气体而使内腔压力升高，并使喷嘴部分处于惰性气体的氛围中，起到保护墨滴材料免受空气或氧气的影响。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的喷墨打印喷头的清洗装置，具有如下有益效果：

一、首先，本实用新型中的喷墨打印喷头的清洗装置具有负压清洗功能，通过负压接口在内腔中产生负压或者真空状态，使得负压内腔对喷嘴内部产生负压，使得喷嘴内部残留的墨水受到负压的作用而快速喷出，将喷嘴内的堵塞物喷出，并且对喷嘴口处的凝结污物溶解将其带出，通过负压清洗对喷嘴进行疏通，若内部残留的墨水量不够清洗干净，可以将喷头接供液装置，持续供液完成对喷嘴的清洗。通过本申请可以实现非接触式清洗，有效避免喷头在清洗时的损伤，且利用墨水进行清洗避免了清洗液残留而污染待装墨水。

二、其次，当喷嘴需要密封而不需要清洗时，即喷墨打印完成或喷墨打印器件暂时不用喷头时，从正压接口通入惰性气体，保持内腔正压，将喷头放置于开口处，从而使喷头和内腔形成封闭体系，使喷头中的墨水隔绝空气并且保湿，保湿可以避免喷头喷嘴处墨水溶剂挥发导致堵塞喷嘴；整个内腔位于壳体内部，可以避免喷嘴暴露于空气中沾染灰尘及可以保护墨水中的敏感材料使之隔绝空气和水分。

为了提高装置的保湿性能，惰性气体将壳体底部的墨水(清洗时出来的残留墨水)中的溶剂均匀地散布在内腔里形成溶剂氛围，喷嘴处于该溶剂氛围中喷头内的墨水不易干燥，如果底部墨水不够，也可以在壳体底部通入与墨水相匹配的溶剂(与墨水中的溶剂互溶或与墨水中溶剂种类相同的溶剂)，避免喷头喷嘴口附近的溶剂挥发导致溶质堵塞喷嘴。

本实用新型的清洗装置中的负压接口可以与负压泵连接，以实现通过该负压接口对内腔的降压或抽真空而产生负压，上述的正压接口可以与充气泵连接，以实现通过该正压接口通入惰性气体而对内腔的气体交换同时升压产生正压。需要指出的是，上述负压接口和正压接口可以设置为同一个接口，该接口可以共用一个通道与一个多功能气泵连接，通过该接口可以实现在需要抽气时对内腔产生负压，在需要充惰性气体时，对内腔气体交换并产生正压；或者该共用的同一个接口与一“Y”形通道连接，该通道有一个入口两个出口，两个出口分别与用于充气的气泵和用于抽气的气泵连接。

在一个可选的实施例中，上述的喷头用于打印功能型材料墨水，该喷头用于照明、显示及太阳能领域，由于喷墨打印是湿法成膜工艺中的一种，与旋涂等其他的湿法成膜工艺相比，打印精度高，也更适用于批量生产，喷墨打印喷头中可以装入各种功能型材料墨水，在墨水打印到承印基底之后，干燥形成膜层，由该方法制成的膜层可以用于制作各种光电器件，比如显示领域、照明领域和太阳能领域中的器件，其中，上述功能性材料包括空穴注入及传输材料、电子注入以及传输材料、发光材料以及起调节电荷平衡的绝缘材料和阻隔水氧的阻隔材料等，这些墨水暴露于空气中可能会影响其功能，因此需要惰性气体对其进行保护，采用本申请上述实施例中的装置，可以实现对喷墨打印喷头中的墨水进行密封和保湿的效果。

本实用新型中的清洗和密封功能没有先后的使用顺序。

上述清洗装置中，开口处放置喷头时，为保证喷头与内腔实现完全密封，喷头的外缘可以环绕设置一气密件，或者喷头外侧壁环绕设置一下窄上宽的弹性外套，以在喷头通过开口进入内腔时卡设在开口处，使内腔和喷头形成一封闭体系。上述实现喷头和内腔密封的方式并不限于上述实现方式，本领域技术人员可以根据需要选择合适的密封方式进行密封，优选地，所述开口内缘设有用于密封喷头与开口间隙的气密件。该方式操作简单，通过气密件可提高内腔的密闭性，避免漏气。

由于墨水中的溶剂会对普通橡胶制品具有一定的腐蚀性，挥发的溶剂或墨水溅射会造成对气密件的腐蚀，在一个优选的实施例中，气密件采用抗有机溶剂腐蚀的耐酸碱材料制成，延长其使用寿命。

上述的清洗装置还包括开口密封件，用于密封开口。这样在开口未放置喷头时，可以对开口进行密封，保持内腔的洁净。

为了方便清洗时喷头中的液体(即墨水或清洗液)顺利喷出至内腔底部，优选所述负压接口位于壳体的侧壁或底部，或者侧壁和底部均设置有负压接口，这样减小或避免了负压接口处的气流影响液体的喷射方向。

为便于墨水或清洗液排出，本实用新型优选在所述壳体底部增设有排液口，该装置还设有用于控制排液口启闭或开启程度的阀门，阀门开启用于内腔液体排出，阀门关闭则可以用于内腔里面的气压控制，避免气体泄漏，排液口位于壳体底部，排液口对准喷头的喷嘴部位，可以快速排出液体。

喷墨打印喷头的清洗装置还包括储液装置，所述排液口通过管道与储液装置连接，墨水或清洗液通过排液口排出后可通过储液装置对其进行收集和处理后再利用，储液装置内部设置有惰性气体通入的入口，在储液装置内充入惰性气体，避免墨水接触空气影响其功能。

阀门可以位于排液口、管道或者储液装置入口处任意一个位置。

为避免喷头喷嘴内的液体受到负压气流的作用而产生喷溅，优选壳体底部包括用于容纳液体的凹腔，凹腔与内腔和喷头处于同一封闭的体系内，凹腔用于接收和容纳喷溅出的液体，并且凹腔底面最低点所在的高度低于负压接口的高度，有效防止喷溅的液体进至负压接口内。

优选地，凹腔具有能够容纳喷头喷嘴进入的空间，这样当用于清洗功能时，从喷头喷嘴喷出的墨水易于收集至凹腔底部，也便于蓄液并利用墨水中溶剂的挥发实现对喷头中墨水的保湿功能，和收集并将墨水集中排出至内腔外。

为便于负压接口的加工，负压接口位于壳体底面(底面部分凹陷形成凹腔，负压接口位于壳体底面的非凹陷区域，也即位于凹腔所在区域外的壳体上)，凹腔的底面高度低于壳体底面的高度，负压清洗时飞溅出的液体均位于凹腔内，不会被吸入负压接口所在的壳体底面，避免负压接口进液体。

当壳体底面全部凹陷形成凹腔时，则负压接口设置在壳体的侧壁上，以避免凹腔液体进入负压接口内。

为使凹腔内的液体能够完全排出或回收，优选所述排液口位于凹腔底面。进一步地，上述喷墨打印喷头的清洗装置还包括控制器，该控制器与负压泵(或负压接口)、充气泵(或正压接口)和控制排液口的阀门中的至少之一连接，当与负压泵(或负压接口)连接时，控制器用于控制通过负压接口抽气的抽气量，当与充气泵(或正压接口)连接时，控制器用于控制通过正压接口通入惰性气体的充气量，当与排液口的阀门连接时，控制器用于控制通过排液口的阀门的启闭和开启程度。

可选地，该喷墨打印喷头的清洗装置还包括传感器组，该传感器组选自如下传感器中的一种或多种：设置在内腔或凹腔底部用于测量液位的第一传感器，设置在内腔侧壁用于测量喷头的喷嘴进入深度的第二传感器，设置在内腔用于测量内腔中气体组分和压强的第三传感器，及设置在内腔中用于测量内腔温度和湿度的第四传感器。优选传感器组与上述控制器连接，通过传感器组的设置，可实现对内腔中各物理参数的实时监测，并将各参数反馈至控制器以实现更加高效准确的控制。

需要指出的是，本申请中内部设有内腔的壳体，内腔内壁和壳体外壁之间可以是一体的，或者中间无间隙的(即内外壁之间是贴合的双层结构)，也可以是分体的(即内外壁之间是留有夹层或间隙的双层结构)，内壁和外壁之间具有间隙，本领域技术人员可以根据实际需要进行合理的选用。

附图说明

图1为本实用新型喷墨打印喷头的清洗装置实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型喷墨打印喷头的清洗装置实施例2的结构示意图；

图3为本实用新型喷墨打印喷头的清洗装置的控制系统的示意图。

附图标记：1、壳体；10、气密件；11、负压接口；12、正压接口；13、凹腔；14、排液口；2、喷头；3、管道；30、阀门；4、储液装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

实施例1：

如图1所示的一种喷墨打印喷头的清洗装置，包括壳体1，壳体1顶部设有开口(图1中未示出)，喷墨打印机的喷头2从该开口放入，开口内缘设有气密件10，通过气密件10避免壳体的内腔在开口与喷头2之间具有间隙而漏气，如图1所示，喷头2放置于开口，并与内腔形成一个封闭的体系，整个壳体1的内腔与喷头2的喷嘴(图1中未示出)连通，壳体1的侧壁上设有负压接口11和正压接口12。

气密件10采用抗有机溶剂腐蚀的耐酸碱材料制成，降低挥发的溶剂或墨水溅射对气密件10的腐蚀，增强气密件10的使用寿命。

壳体1底部设有排液口14，排液口14位于开口的正下方，在负压清洗时，喷头2抽出的液体可以直接落在排液口14处，用于液体排出。

喷墨打印喷头的清洗装置还包括储液装置4，排液口14通过管道3与储液装置4连接，阀门30位于管道3上。

本实施例中的喷墨打印喷头的清洗装置具有非接触式负压清洗和惰性气体密封两个功能。

一、当其用于负压清洗时，首先关闭阀门30，其次将喷头2放入开口处，通过气密件10将喷头2和开口间的间隙密封，内腔处于封闭的状态，之后开启负压泵在负压接口11处产生负压，使整个内腔处于一个低压状态或者真空状态，使得负压内腔对喷嘴内部产生负压，使得喷头2内部残留的墨水可以被压出对喷嘴进行冲洗；或者当流体通道内部残留的墨水量不够清洗干净，可以将喷头2外端的流体通道接供液装置持续冲洗。利用该非接触式清洗，可以将喷嘴内部造成堵塞的凝固墨水、灰尘或气泡带出，并且有效避免喷头2在清洗时的损伤。

由喷头2内喷出的液体集中在内腔底部，负压接口11和正压接口12设置在侧壁上的原因之一是避免液面过高或流出的液体进入负压接口11内，其次是增加喷嘴与负压接口11的距离，避免气流过大导致液体飞溅。

打开阀门30之前，通过正压接口12通入惰性气体，使壳体1内腔压强稍大于储液装置4内的压强，使壳体1内的墨水可以通过管道3顺利流入储液装置4内，储液装置4内部由惰性气体进行填充，避免回收的墨水接触空气，导致墨水的功能下降。

二、当喷墨打印喷头的清洗装置用于密封时，即当喷墨打印完成、不用喷头或清洗完毕时，将喷头2放置在开口处，壳体1内部内腔的底壁上残留少量的墨水，或者壳体1上有用于通入溶剂或墨水的溶剂通道(图2未示出)，以将壳体1内部的底部存有少量墨水或溶剂(墨水是由溶质和溶剂形成的，墨水中的溶剂容易挥发，溶剂的种类和墨水中的溶剂中的墨水一致或者互溶，惰性气体通入时带动挥发的溶剂形成溶剂氛围)，喷头2喷嘴的设置以不接触底部墨水或溶剂为宜，之后通过正压接口12在内腔内通入惰性气体，使内腔充满惰性气体并使内腔压力升高，比如，可以让内腔从原本的负压状态恢复到常压状态，或者让内腔从原本的常压状态变为高于常压的正压状态。通入的惰性气体带动墨水中挥发的溶剂形成溶剂氛围包围喷头2的喷嘴，第一可以用于喷嘴内部的保湿，避免喷嘴处墨水溶剂挥发导致堵塞喷嘴；第二惰性气体氛围使喷头2的喷嘴隔离空气，密封喷头2，可避免喷嘴内的残留功能性墨水接触空气，防止其功能减弱或失效。

负压清洗和密封保存两个功能相对独立，无先后顺序联系。

实施例2：

本实施例相比实施例1，区别点在于壳体1的形状以及负压接口11的位置有所不同，该清洗装置还包括控制器、传感器组及设置在开口的开口密封件。

如图2所示，本实施例中的另一种喷墨打印喷头的清洗装置，其壳体1底部为底板，底板中间位置的部分设有凹腔13，凹腔13为底板向下凹陷而形成的腔体，凹腔13位于开口处正下方，凹腔13底部最低点所在的高度低于壳体1的底板，负压接口11位于底板的边部位置未下凹区域，本实施例中所使用的是长方体结构的壳体1，负压接口11位于底板的对角部，总共设有4个负压接口11(图2中示出位于底板一侧的两个负压接口11)，正压接口12位于壳体的侧壁上，图2中未示出上述开口密封件。

图3为本实用新型喷墨打印喷头的清洗装置的控制系统的示意图，该控制系统包括控制器，控制器分别与传感器组、负压泵、惰性气体充气泵(即上述的充气泵)和管道上的阀门30连接，传感器组包括深度传感器和压强传感器，惰性气体充气泵与喷墨打印喷头的清洗装置的正压接口连接，负压泵与负压接口连接。

如图2和图3所示，当喷头2由开口进入内腔时，喷嘴(包括多个，均位于喷头2的下端，图2中未示出)处的高度可以低于底板(该底板是指内腔底部的底板，而非凹腔区域，如图2中负压接口11所在平面)所在的高度，即喷嘴位于凹腔13中，传感器组中的深度传感器测量喷嘴进入的深度，并将深度数据传递给控制器，控制器在深度数据到达预设值时，控制负压接口11抽气，并通过传感器组中的压强传感器实时测量内腔压强，当压强小于一定值时，控制器控制负压接口11停止抽气。当负压接口11抽气时，首先，凹腔13的侧壁挡在喷嘴和负压接口11之间可以避免气流使得喷嘴处液体飞溅；其次，凹腔13可以用于液体的收集，使负压抽取的液体集中在凹腔13底部，而液体不会流向负压接口11，避免负压接口11进液。

排液口14位于凹腔13的最低处，当控制器控制阀门30打开时，可以使凹腔13内的液体完全排空至储液装置4中，避免残留，排出的墨水经过过滤等处理后可以回收使用。

以上所述使本实用新型的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)顶部或侧壁设有至少一个用于放置喷头(2)的开口，所述壳体(1)具有内腔，当喷头(2)放置于开口时，所述喷头(2)的喷嘴进入内腔，所述喷头(2)与内腔形成一个封闭的体系，所述壳体(1)还设有负压接口(11)，所述负压接口(11)同负压泵连接用于在内腔产生负压以通过喷头(2)抽取液体冲洗喷嘴；所述壳体(1)还设有正压接口(12)，所述正压接口(12)同充气泵连接用于向内腔通入惰性气体而使内腔压力升高。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：所述开口内缘设有用于密封喷头(2)与开口间隙的气密件(10)。

3.根据权利要求1所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：所述负压接口(11)位于壳体(1)的侧壁和/或底部。

4.根据权利要求1所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：所述壳体(1)底部开设有用于液体排出的排液口(14)，所述喷墨打印喷头的清洗装置还设有用于控制排液口(14)启闭和/或开启程度的阀门(30)，所述排液口(14)位于壳体(1)底部。

5.根据权利要求4所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：还包括储液装置(4)，所述排液口(14)通过管道与储液装置(4)入口连接，所述阀门(30)位于排液口(14)、管道或者储液装置(4)入口处。

6.根据权利要求4或5所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：所述壳体(1)底部包括用于容纳液体的凹腔(13)，所述凹腔(13)底面最低点所在的高度低于负压接口(11)的高度。

7.根据权利要求6所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：所述负压接口(11)位于凹腔(13)所在区域外的壳体(1)上。

8.根据权利要求6所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：所述排液口(14)位于凹腔(13)底面。

9.根据权利要求1所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：所述喷头(2)为用于打印功能型材料墨水的喷墨打印机喷头。

10.根据权利要求1所述的喷墨打印喷头的清洗装置，其特征在于：还包括开口密封件，用于密封开口。